RU2798505C1 - Multilayer structure for use as equipment parts and building elements - Google Patents
Multilayer structure for use as equipment parts and building elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798505C1 RU2798505C1 RU2022132828A RU2022132828A RU2798505C1 RU 2798505 C1 RU2798505 C1 RU 2798505C1 RU 2022132828 A RU2022132828 A RU 2022132828A RU 2022132828 A RU2022132828 A RU 2022132828A RU 2798505 C1 RU2798505 C1 RU 2798505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- cubes
- row
- blocks
- units
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, машиностроения и может быть использовано, например, в качестве элементов строительных конструкций, а также в качестве элемента оборудования.The invention relates to the field of construction, mechanical engineering and can be used, for example, as elements of building structures, as well as an element of equipment.
Известна гибридная структура из топологически самозацепленных металлических кубов с гибкой полимерной подложкой (Пиирайнен В.Ю. Топологическое самозаклинивание как принцип инженерного дизайна при строительстве морских и прибрежных сооружений/ В.Ю.Пиирайнен, Ю.З.Эстрин // Записки Горного института. 2017. Т. 226. С. 480-486.)A hybrid structure of topologically self-engaged metal cubes with a flexible polymer substrate is known (Piirainen V.Yu. Topological self-jamming as a principle of engineering design in the construction of offshore and coastal structures / V.Yu. Piirainen, Yu.Z. Estrin // Notes of the Mining Institute. 2017. T. 226. S. 480-486.)
Недостатком структуры является недостаточная жесткость, демпфирующая способность конструкции, связанные с отсутствием самозаклинивания блоков с эластичной подложкой.The disadvantage of the structure is insufficient rigidity, damping capacity of the structure, associated with the lack of self-jamming of blocks with an elastic substrate.
Наиболее близким техническим решением является конструкция, описанная в способе возведения опорного основания дорожной одежды (пат. РФ № 2747181, Е01С 3/00).The closest technical solution is the design described in the method of erecting the supporting base of pavement (US Pat. RF No. 2747181, E01C 3/00).
Недостатком вышеописанного решения является недостаточная жесткость конструкции, а также недостаточная демпфирующая способность, связанная с наличием лишь одного слоя самозаклинивающихся элементов, работающих в одной плоскости.The disadvantage of the above solution is the insufficient rigidity of the structure, as well as insufficient damping capacity associated with the presence of only one layer of self-locking elements operating in the same plane.
Техническая проблема заключается в повышении жесткости конструкции и повышении её демпфирующей способности.The technical problem is to increase the rigidity of the structure and increase its damping capacity.
Технический результат заключается в создании градиентной структуры в качестве гасителей колебаний самозаклинивающихся блоков, обеспечивающих высокую сопротивляемость конструкции к разрушению и её работоспособность при нагрузках в различных условиях.The technical result consists in the creation of a gradient structure as vibration dampers of self-jamming blocks, providing high resistance to destruction of the structure and its performance under loads in various conditions.
Поставленная проблема решается тем, что в многослойной конструкции, используемой в качестве деталей оборудования и строительных элементов, состоящая из слоя самозаклинивающихся блоков, зафиксированных в раме с основанием, согласно изменению, конструкция выполнена из i-того числа слоев, каждый из которых состоит из рядов блоков кубической формы, причем блоки первого ряда первого слоя выполнены в виде полукубов и установлены своими основаниями на основание рамы, второй ряд первого слоя, состоящий из блоков, имеющих форму целых кубов, установлен в сопряжении с первым рядом первого слоя, последний ряд первого слоя содержит полукубы, установленные на предпоследний ряд блоков, состоящих из целых кубов, образуя горизонтальную плоскость, на первый слой установлен второй слой блоков, причем внутри каждого слоя блоки сопряжены друг с другом по принципу самозацепления, а свободное пространство между рамой и контактирующими с ней блоками заполнено частями кубов, при этом в каждом последующем слое конструкции размер блока уменьшается, для этого длину стороны куба i-того слоя рассчитывают по формуле, где:The problem is solved by the fact that in a multilayer structure used as equipment parts and building elements, consisting of a layer of self-locking blocks fixed in a frame with a base, according to the change, the structure is made of the i-th number of layers, each of which consists of rows of blocks cubic shape, wherein the blocks of the first row of the first layer are made in the form of semi-cubes and are installed with their bases on the base of the frame, the second row of the first layer, consisting of blocks in the form of whole cubes, is installed in conjunction with the first row of the first layer, the last row of the first layer contains semi-cubes , installed on the penultimate row of blocks consisting of whole cubes, forming a horizontal plane, the second layer of blocks is installed on the first layer, and inside each layer the blocks are conjugated with each other according to the principle of self-engagement, and the free space between the frame and the blocks in contact with it is filled with parts of the cubes , while in each subsequent layer of the structure the block size decreases, for this, the length of the side of the cube of the i-th layer is calculated by the formula, where:
ai = a(i-1) /2, гдеa i = a (i-1) /2, where
ai - длина стороны куба в i-том слое;a i - the length of the side of the cube in the i-th layer;
ai-1 - длина стороны куба в i-1 слое.a i-1 - the length of the side of the cube in the i-1 layer.
Сущность заявляемой конструкции поясняется чертежами, где: The essence of the claimed design is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 - изображен вид блоков кубической и полукубической форм,in fig. 1 - shows a view of blocks of cubic and semi-cubic shapes,
на фиг. 2 - изображена схема установки слоя полукубов.in fig. 2 - shows a diagram of the installation of a layer of semi-cubes.
Многослойная конструкция, представляющая собой i-тое число слоев, каждый из которых состоит из блоков кубической формы (фиг. 1). Размер блоков в каждом слое отличается. Первый ряд первого слоя содержит полукубы, причем в первом ряду они установлены своими основаниями на основание рамы (фиг. 1, 2). Под слоем блоков принимают ряды блоков, имеющие одинаковые геометрические параметры. A multilayer structure, which is the i-th number of layers, each of which consists of blocks of a cubic shape (Fig. 1). The size of the blocks in each layer is different. The first row of the first layer contains half-cubes, and in the first row they are installed with their bases on the base of the frame (Fig. 1, 2). Rows of blocks with the same geometrical parameters are taken under the layer of blocks.
Второй ряд первого слоя, состоящий из блоков, имеющих форму целых кубов, установлен в сопряжение с первым рядом этого слоя. Установка последующих рядов первого слоя возможна аналогичным образом. The second row of the first layer, consisting of blocks having the form of whole cubes, is set in conjugation with the first row of this layer. Installation of subsequent rows of the first layer is possible in a similar way.
Последний ряд первого слоя содержит полукубы, установленные на предпоследний ряд блоков, состоящий из целых кубов. При этом основания полукубов образуют горизонтальную плоскость, на которой установлен второй слой блоков.The last row of the first layer contains semi-cubes installed on the penultimate row of blocks, consisting of whole cubes. In this case, the bases of the semi-cubes form a horizontal plane on which the second layer of blocks is installed.
Второй слой состоит из рядов блоков кубической формы, причем крайние ряды состоят из полублоков. Основания последнего ряда блоков - полукубов образуют горизонтальную плоскость. Последующие слои формируются аналогично.The second layer consists of rows of cube-shaped blocks, with the outermost rows consisting of semi-blocks. The bases of the last row of blocks - semi-cubes form a horizontal plane. Subsequent layers are formed in a similar way.
Конструкция собирается следующим образом.The structure is assembled as follows.
Предварительно изготавливаются блоки всех слоев в виде кубов и их половин - полукубов (фиг.1) с установленными размерами, рама с основанием, в которую, в последствии, они устанавливаются. Размеры блоков кубической формы выбирают в соответствии с формулой. Причем боковые стороны рамы соответствуют высоте многослойной конструкции. Первый слой блоков, имеющих форму полукубов устанавливают на их основания в определенном порядке на основание металлической рамы. В зацепление к установленному ряду первого слоя блоков-полукубов, располагают второй ряд блоков, имеющих вид целых кубов, таким образом, чтобы их стороны были сопряжены (фиг. 2). Блоки соединяются друг с другом по принципу самозаклинивания. За слой принимаются ряды блоков с одинаковыми геометрическими параметрами. На предпоследний ряд первого слоя блоков устанавливается ряд блоков-полукубов, основания которых образуют горизонтальную плоскость. На горизонтальную плоскость, образованную первым слоем, устанавливается первый ряд второго слоя, состоящий из полукубов, на них основания. В зацепление к первому ряду устанавливаются второй и последующие ряды из блоков - целых кубов. На предпослений ряд блоков из целых кубов второго слоя устанавливается последний ряд блоков-полукубов, основания которых образуют горизонтальную плоскость.Pre-made blocks of all layers in the form of cubes and their halves - semi-cubes (figure 1) with the established dimensions, the frame with the base, in which, subsequently, they are installed. The dimensions of the cubic blocks are chosen in accordance with the formula. Moreover, the sides of the frame correspond to the height of the multilayer structure. The first layer of blocks having the shape of semi-cubes is installed on their bases in a certain order on the base of the metal frame. In engagement with the established row of the first layer of blocks-semi-cubes, the second row of blocks is placed, having the form of whole cubes, so that their sides are conjugated (Fig. 2). Blocks are connected to each other according to the principle of self-jamming. Rows of blocks with the same geometric parameters are taken as a layer. On the penultimate row of the first layer of blocks, a row of semi-cube blocks is installed, the bases of which form a horizontal plane. On the horizontal plane formed by the first layer, the first row of the second layer is installed, consisting of half-cubes, on which there are bases. The second and subsequent rows of blocks - whole cubes - are installed in engagement with the first row. On the background of a row of blocks of whole cubes of the second layer, the last row of semi-cube blocks is installed, the bases of which form a horizontal plane.
Пример осуществления.Implementation example.
Предварительно берут готовые элементы в виде кубов размером 20*20 мм и их половин-полукубов, изготовленных из стали марки Ст3 для первого слоя (фиг. 1). Pre-take ready-made elements in the form of cubes measuring 20 * 20 mm and their half-semi-cubes made of steel grade St3 for the first layer (Fig. 1).
Размер кубов для второго и третьего слоя составляет: 10 и 5 мм соответственно. The size of the cubes for the second and third layers is: 10 and 5 mm, respectively.
На основании металлической рамы устанавливают в определенном порядке первый слой блоков, имеющих форму полукубов, на их основания (фиг.2). Следующим рядом, в зацепление к установленному, располагают ряд блоков, имеющих вид целых кубов, размером 20*20 мм, таким образом, чтобы их стороны были сопряжены. Блоки соединены друг с другом по принципу самозаклинивания. За слой принимались ряды блоков с одинаковыми геометрическими параметрами. На второй ряд блоков-кубов установлен третий ряд аналогичных блоков, на который установлен четвертый ряд блоков-полукубов, таким образом, что их основания образуют горизонтальную плоскость. При составлении многослойной конструкции порядок рядов соответствует порядку установления блоков. Например: первый ряд - блоки-полукубы, второй ряд - блоки-целые кубы, третий ряд - блоки-целые кубы, четвертый ряд - блоки-полукубы. On the basis of the metal frame set in a certain order, the first layer of blocks, having the shape of semi-cubes, on their base (figure 2). The next row, in engagement with the installed one, has a row of blocks that look like whole cubes, 20 * 20 mm in size, so that their sides are mated. The blocks are connected to each other according to the principle of self-jamming. Rows of blocks with the same geometric parameters were taken as a layer. The third row of similar blocks is installed on the second row of blocks-cubes, on which the fourth row of blocks-semi-cubes is installed, so that their bases form a horizontal plane. When compiling a multilayer structure, the order of the rows corresponds to the order in which the blocks are installed. For example: the first row - blocks-semi-cubes, the second row - blocks-whole cubes, the third row - blocks-whole cubes, the fourth row - blocks-semi-cubes.
На горизонтальную плоскость первого слоя, образованную основаниями полукубов последнего ряда, устанавливают первый ряд второго слоя, состоящий из полукубов, при этом основание полукубов последнего ряда первого слоя и первого ряда второго слоя соприкасаются. Блоки кубической формы для второго слоя составляют 10*10 мм. На первый ряд второго слоя установлен второй ряд блоков-целых кубов, потом - третий ряд аналогичных блоков, на третий ряд установлен четвертый ряд блоков-полукубов, основания которых образуют горизонтальную поверхность. Третий слой устанавливают на второй слой подобным образом. Блоки-кубы для третьего ряда имеют размеры 5*5 мм.On the horizontal plane of the first layer, formed by the bases of the semi-cubes of the last row, the first row of the second layer, consisting of semi-cubes, is installed, while the base of the semi-cubes of the last row of the first layer and the first row of the second layer are in contact. The cube-shaped blocks for the second layer are 10*10mm. On the first row of the second layer, the second row of blocks-whole cubes is installed, then the third row of similar blocks, on the third row the fourth row of blocks-semi-cubes is installed, the bases of which form a horizontal surface. The third layer is placed on the second layer in a similar manner. Cube blocks for the third row have dimensions of 5 * 5 mm.
Таким образом, данная многослойная конструкция имеет сегментированную структуру, состоящую из отдельных блоков определенной формы, что обеспечивает самозаклинивание блоков в пределах каждого слоя. Это способствует перераспределению напряжений по всему «мозаичному» объему конструкции, что повышает её жесткость. Кроме того, градиентная структура конструкции, полученная за счет уменьшения размеров блоков в каждом слое, способствует плавному демпфированию колебаний, возникающих в элементах оборудования, использующегося в машиностроении и строительстве при их эксплуатации. Thus, this multilayer structure has a segmented structure, consisting of separate blocks of a certain shape, which ensures self-jamming of the blocks within each layer. This contributes to the redistribution of stresses throughout the "mosaic" volume of the structure, which increases its rigidity. In addition, the gradient structure of the structure, obtained by reducing the size of the blocks in each layer, contributes to the smooth damping of vibrations that occur in the elements of equipment used in mechanical engineering and construction during their operation.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798505C1 true RU2798505C1 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009062000A2 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Keystone Retaining Wall Systems, Inc. | Wall block with weight bearing pads and method of producing wall blocks |
| RU2500322C2 (en) * | 2009-07-21 | 2013-12-10 | Сергей Игоревич Шаров | Six-element lock connection and modular element based on its application for creation of spatial constructions |
| RU2747181C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-04-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for creating support structure of pavement |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009062000A2 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Keystone Retaining Wall Systems, Inc. | Wall block with weight bearing pads and method of producing wall blocks |
| RU2500322C2 (en) * | 2009-07-21 | 2013-12-10 | Сергей Игоревич Шаров | Six-element lock connection and modular element based on its application for creation of spatial constructions |
| RU2747181C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-04-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for creating support structure of pavement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2008229302B2 (en) | Armor unit | |
| US6659691B1 (en) | Pile array assembly system for reduced soil liquefaction | |
| RU2798505C1 (en) | Multilayer structure for use as equipment parts and building elements | |
| US8696250B2 (en) | Backfill system for retaining wall | |
| CN109826334B (en) | Cylindrical tuned liquid column damper | |
| CN112663682B (en) | Square earthquake metasoma structure with cross-shaped cavity | |
| CN108930285A (en) | A kind of Optimal Design of Retaining Walls method considering geological process | |
| JP2002242157A (en) | Tire form coating block | |
| RU2798518C1 (en) | Multilayer structure for use as equipment parts and building elements | |
| RU2661512C1 (en) | Kinematic support for the seismic-building facilities | |
| Diwedar et al. | Wave parameters influence on breakwater stability | |
| GB2525513A (en) | Rotating machine system | |
| CN109778918B (en) | Partially-embedded variable-gradient Rayleigh wave barrier structure and manufacturing method thereof | |
| JP2878273B1 (en) | Seismic isolation method for structures and seismic isolation structure for structures | |
| Burcharth et al. | Stability of roundheads armoured with cubes | |
| CN100570078C (en) | Earthquake proof foundation | |
| CN110080408A (en) | The method that antidetonation is carried out to flue gas desulfurization construction of structures using damper | |
| JP2013155559A (en) | Liquefaction damage reducing structure for construction | |
| Zayed et al. | Seismic response of suction caisson in large-scale shake table test | |
| RU2811440C1 (en) | Earth dam with clay-cement-concrete diaphragm with adjustable stress-strain state | |
| Bilyay et al. | A new approach to breakwater design-2B block | |
| CN215715449U (en) | Offshore single-pile sludge in-situ curing structure | |
| CN218597411U (en) | Annular liquid damper | |
| CN112081088B (en) | Soft soil reinforcement treatment method | |
| CN218990223U (en) | Double slide-resistant pile supporting structure |